“a ciência não é apenas compatível com a espiritualidade; é uma fonte profunda de espiritualidade. Quando reconhecemos o nosso lugar numa imensidão de anos-luz e na passagem das eras, quando percebemos a complexidade, beleza e sutileza da vida, então esse sentimento crescente, esse sentimento de exaltação e humildade combinados, é certamente espiritual. Carl Sagan, O Mundo Assombrado Por Demónios.”
aprendendo sobre o universo, eu senti momentos espirituais, como Sagan descreve, como eu melhor entendo minha conexão com tudo mais amplo. Como quando soube pela primeira vez que fui literalmente feito das cinzas das estrelas – os átomos no meu corpo espalharam-se no éter eterno por supernovas. Outro momento espiritual foi ver esta imagem pela primeira vez:
um neurônio no cérebro justaposto com aglomerados de galáxias e seus filamentos conectados de matéria e matéria escura. A semelhança é imediatamente clara. A implicação? Podes ter um universo inteiro na tua cabeça. Mas a semelhança entre as imagens poderia ser simplesmente um caso de apophenia – percepção de semelhança onde nenhuma realmente existe. Afinal de contas, como é que estas duas coisas podem ser semelhantes, dada a grande diferença de escala entre elas? Mas e se além da semelhança visual entre as redes de neurônios no cérebro e as teias de galáxias no Cosmos, uma medição objetiva pudesse comparar o quão semelhantes eles realmente são? Foi O Que Franco Vazza (astrofísico da Universidade de Bolonha) e Alberto Feletti (neurocirurgião da Universidade de Verona) decidiram descobrir combinando ambas as disciplinas para uma publicação em “Frontiers of Physics”.”
uma ligação intergaláctica
o cérebro humano é literalmente uma das estruturas mais complexas conhecidas no universo – que é ela própria a maior de toda a complexidade. Seu cérebro tem cerca de 80 bilhões de neurônios-as células que processam a entrada dos sentidos e enviam sinais para o seu corpo através do sistema nervoso. Os neurônios também estão em rede, comunicando uns com os outros através de conexões chamadas axions e dendrites. Há cerca de 100 trilhões de conexões entre neurônios formando a rede neural que cria quem você é.
– Patrick Hsieh CC BY-SA 4.0
o Universo também está em rede. Embora possamos pensar no espaço como objectos separados por vastas extensões de…bem…Espaço, isso não é inteiramente o caso. O Universo que vemos com nosso equipamento científico é referido como o” universo observável ” com aproximadamente 90 bilhões de anos-luz de diâmetro e contendo na ordem de centenas de bilhões a alguns trilhões de galáxias. Estas galáxias, como a nossa Via Láctea, coleções de bilhões de estrelas, são elas próprias agrupadas em aglomerados de galáxias. Nossa Via Láctea é parte do “Grupo Local” que contém as galáxias vizinhas Andrômeda e Triangulum, bem como 50 outras galáxias. Essas galáxias são, por sua vez, parte de um grupo maior chamado Superaglomerado de Virgem. O espaço entre grupos e aglomerados não é vazio, mas sim hosts conectando filamentos de matéria comum e escura que se estendem por milhões de anos-luz. Desta forma, o universo pode ser pensado como uma rede gigante de aglomerados galácticos interligados da mesma forma que as redes neurais no cérebro. Essa rede é chamada de rede cósmica.
Um Universo Dentro de um Universo
A pesquisa para encontrar quantificáveis semelhanças entre as duas redes nasceu de uma parceria entre a neurociência e a astrofísica. Usando técnicas e ferramentas de ambas as disciplinas, Vazz e Feletti olharam para estas duas redes para encontrar semelhanças quantificáveis além da semelhança visual percebida. Estas redes eram comparáveis e, em caso afirmativo, o que significa isso?
os pesquisadores usaram 4 micrometros grossas fatias do córtex humano-a camada exterior do cérebro que é responsável pelo processamento da linguagem, informação sensorial, pensamento, memória e consciência. Estes foram comparados a 25 megaparsec (1 parsec = aprox. 3.26 anos-luz) “fatias” espessas do universo tiradas de um volume simulado de computador de 1 milhão de megaparsecs cúbicos de espaço. As fatias de cérebro e Universo são relativamente comparáveis em espessura, então dado que ambos são 27 ordens de magnitude em tamanho diferente um do outro.
– Vazza F and Feletti a (2020)
dependendo da escala, as fatias foram examinadas-a semelhança na estrutura nem sempre foi aparente. Mas com ampliação de 40x no tecido cerebral, os pesquisadores começaram a ver semelhanças na estrutura. A ampliação de 40x representa uma escala de 0,01-1,6 mm no cérebro e 1-100 megaparsecs no universo. Aqui, a rede neuronal aparece como os aglomerados da galáxia. Além disso, a similaridade das redes pode ser objetivamente medida e comparada usando duas técnicas. A primeira é a “centralidade de grau de rede”, que mede o comprimento das conexões de rede e o grau de conectividade em uma determinada rede. O núcleo ou centro de um neurônio é muito menor em raio do que o comprimento dos axiões e dendritos conectados. Similarmente, os aglomerados de galáxias são muito menores em raio do que o comprimento dos filamentos conectados. O segundo método para comparar objetivamente ambas as redes é o “coeficiente de agrupamento” que quantifica a quantidade de estrutura adjacente a cada nó de conexão (neurônio ou aglomerado galáctico) e compara essa estrutura a um ponto aleatório dentro da rede. Esta comparação contrasta a organização com a aleatoriedade em ambas as redes.
Aplicar as técnicas em uma destas escalas, Vazz e Feletti encontrado “notável” semelhanças entre o cérebro e o Universo. Eles também descobriram que as redes eram mais parecidas umas com as outras do que outras estruturas biológicas e físicas, incluindo ramos de árvores, a dinâmica da formação de nuvens, ou turbulência de água. Estas outras estruturas são de natureza fractal. Os padrões fractais são auto-repetitivos e parecem iguais independentemente da escala que você observa. Em contraste, o universo parece completamente diferente em escalas menores que maiores. Galáxias e sistemas solares não se parecem com a Web cósmica que eles criam. Também o cérebro já não se assemelha à rede neural quando observado em escalas diferentes. A própria escala pode ser importante para a criação dessas estruturas em termos de como elas se organizam.
os pesquisadores concluem suas descobertas ” sugerem que configurações de rede similares podem surgir da interação de processos físicos completamente diferentes, resultando em níveis semelhantes de complexidade e auto-organização, apesar da disparidade dramática nas escalas espaciais destes dois sistemas. Em outras palavras, redes como o cérebro e o Universo podem compartilhar estrutura semelhante, sendo completamente diferentes em tamanho e formados por diferentes processos (gravidade vs Biologia). No entanto, é possível que algo tenha causado a evolução e crescimento da mesma forma.
os pesquisadores observaram duas outras semelhanças interessantes entre o cérebro e a Web cósmica. A primeira foi a proporção de composição. O cérebro é 77% água, enquanto a rede cósmica é aproximadamente 73% de energia escura. A água e a energia escura não fazem parte da rede em si, mas são consideradas “materiais passivos” ou energia passiva. A presença e a proporção de material passivo / energia podem ser relevantes para a forma como estas redes se formam. Uma segunda similaridade fascinante é que a quantidade de dados de computador necessários para mapear os modelos Simulados do Universo é comparável aos limites teóricos de armazenamento de memória do cérebro humano. Entre 1-10 Petabyes (1 Petabyte = 1000 Terrabytes) de dados é necessário para simular a evolução do universo observável em escalas onde a Web cósmica se torna aparente. Estima-se que a capacidade total de armazenamento do cérebro humano seja de cerca de 2,5 Petabytes. Um humano poderia então, teoricamente, armazenar uma boa parte da estrutura observável do universo dentro do seu cérebro. Ou, ainda mais surpreendente de considerar, a Web cósmica poderia teoricamente armazenar os dados de uma vida de experiências humanas.
bem como semelhanças, existem diferenças entre a Web cósmica e o cérebro. Enquanto as amostras de cérebro usadas eram do córtex, o cérebro inteiro não é uniforme. Diferentes partes do cérebro são estruturadas para diferentes propósitos, enquanto uma característica chave do Universo é a sua uniformidade em quase todas as direções. As ligações entre neurônios no cérebro são para a transmissão de informação sensorial enquanto as ligações no universo transmitem energia e matéria sozinhas. Vazz e Feletti esperam que sua pesquisa inspire o desenvolvimento de algoritmos mais poderosos para descobrir ainda mais semelhanças entre o cérebro e o universo. Talvez aprendamos sobre as condições que fazem com que duas redes nascidas de processos completamente diferentes se assemelhem tão de perto.Ouvimos Carl Sagan descrever como os nossos corpos são literalmente feitos de estrelas. Agora estamos começando a entender que nossos cérebros também podem ser padronizados como eles. Um universo inteiro de conexões está em sua mente – um universo dentro de um universo – e um capaz de alcançar o outro que deu origem a ele. Bilhões de neurônios tocando bilhões de estrelas – certamente espirituais.
More to Explore:
the actual simulated universe images used in the research: https://cosmosimfrazza.myfreesites.net/cosmic-web-and-brain-network-datasets
o cérebro humano parece-se com o universo? EurekAlert! Notícias de ciência
Como Acima Como Abaixo Exposição de Arte
Como é que O Cérebro É Como o Cósmico Web (nautil.eua)
Explorando Conexões Entre o Cosmos & a Mente, Através de Seis Instalações artísticas Interativas”, Como Acima, Como Abaixo” (arxiv.org)
Perguntar Ethan: É O Próprio Universo Vivo? (forbes.com)
quão grande é o universo? – Universe Today
How Filaments are Tecido into The Cosmic Web (arxiv.org)
Aquarius Dark Matter Simulation Video-ESO
